一、PanoSim简介
PanoSim是一款面向汽车自动驾驶技术与产品研发的一体化仿真与测试平台,集高精度车辆动力学模型、高逼真汽车行驶环境与交通模型、车载环境传感器模型和丰富的测试场景于一体,支持与Matlab/Simulink联合无缝仿真,提供包括离线仿真、实时硬件在环仿真(MIL/SIL/HIL/VIL)和驾驶模拟器等在内的一体化解决方案;支持包括ADAS和自动驾驶环境感知、决策规划与控制执行等在内的算法研发与测试。PanoSim具有很强的开放性与拓展性,支持定制化开发,操作简便友好,已在美国通用汽车、德国戴姆勒汽车、上汽集团和东风汽车等企业和科研院所广泛使用。
三、BSD开发背景
众所周知,机动车经过一百多年的改进与发展,ADAS也逐渐成为人们所热议的话题,但是存在着一个比较重要的问题困扰着汽车设计工程师,就是由于汽车后视镜与汽车支架会使用户驾驶过程中存在视眼盲区,由于该风险的存在促使车辆在进行变道或超车等一系列动作时候极易发生碰撞或者刮擦等交通事故。于此同时,存在一定的自然因素包括大雨,降雪、雾天以及冰雹等情况,这些特殊天气状况将会大大增加用户的决策难度,会使汽车在变道过程中更容易出现刮擦,碰撞等现象,这将大大降低用户的驾驶安全性。最近,由于毫米波雷达,激光云点雷达技术得到不断的发展,对这个百年难题工程师们有一个更加完美的方案。
盲点监测系统,英文简称BSD,该系统是安装在汽车上的一款为综合提高驾驶安全和稳定性的高技术含量的配置。该系统主要功能是扫除后视镜所存在的视盲区,通过毫米波雷达和激光云点雷达探测汽车辆两侧的后视镜盲区中的车辆和移动人员或物体,综合处理后进行声光 警以提示用户,因此用来避免用户在驾驶过程中由于汽车后视镜视眼盲区而发生事故。
盲点监测产品在当前销售市场上多以并线辅助,再加上开门防撞预警功能为主,在绝大部应用于实际高端车型(玛莎拉蒂,宾利,阿斯顿马丁,兰博基尼,保时捷等)配置的盲点监测的功能不仅局限于上述,还有很多新增的功能。同时,一些高端车配置的系统还具有倒车防撞预警功能和主动超车预警功能。对于倒车防撞预警功能和主动超车预警功能的具体实现对于毫米波雷达产品硬件及软件设计要求极高,现行的技术基本全在德国和美国的绝大部公司中。但是,中国也不断孕育着可以与这些国外品牌抗衡的产品。
作为厂家必须要专注于汽车人工智能安全驾驶及辅助自动驾驶系统产品研发、设计和生产,需要拥有一支开发能力过关的技术团队,完全掌握汽车总线技术和主动安全驾驶辅助系统核心算法技术、车身安全预警模块等多项关键核心技术,以传感器为核心,自主开发并设计提出领先世界水平的汽车电子安全驾驶整体解决方案。
对于汽车盲区的定义,其大致用着这样方式去定义,Subject和Object car分别表示主车与从车,然后盲区定义为如下图。
而主要的控制信 同样封装于Simulink当中,需要从总线中读出,主要包括有油门,刹车,方向盘,挡位,齿轮等多种控制方式,用于控制车本身的状态,并且在设计过程中考虑到部分变量需要做为全局变量用以调用,所以PanoSim在开发时候预留了八个全局变量(GlobalVariable)用于参数调用。
五、BSD算法开发
在应用当中只需要去遍历激光雷达所有检测到的目标,然后去判断是否存在横向距离和纵向距离都满足要求的目标,然后去找到最近的目标以达到最接近目标的响应
当然这块在使用时候也可以考虑用到摄像头和毫米波雷达,激光云点雷达可以获得以主车为圆心直接50m-100m目标级物体的位置速度等,而在实车中也可以使用两个毫米波雷达去获得右后方和左后方目标物体的距离和速度结合摄像头获得物体在图片中的定位去完成算法的控制效果。该段代码是Arduino端C语言的控制代码,其定位信息是通过OpenMV跑tensorflow 络得到目标位置信息通过编码成json格式发送给Arduino解码并且结合用户需求和距离进行综合处理,形成 警。
七、BSD三级 警
BSD三级 警的工作状态与AEB算法的三级控制效果雷同,也是通过计算TTC值完成基本的控制效果,但是在AEB当中是通过横向距离去判断是否存在碰撞的可能性,而纵向距离是用来计算TTC值完成三级控制的效果,而在BSD当中,由于汽车已经经过上述盲区范围的判断,已经处于盲区当中,在该时刻下再去进行BSD三级 警,所以无论横向距离还是纵向距离都存在很大的可能性造成风险,所以该情况下两者都是需要经过TTC计算,然后需要得到最小的TTC值用来进行下部分的判断工作,所以这块的思路大致如下,通过遍历激光雷达目标,找到最近目标的横向纵向TTC最小值,如果没有找到目标,TTC置为默认值即可,并且对标志位进行置位。
该段思想是结合上述得到的标志位TTC值等多个参数,通过TTC的大小进行分级警告,最终通过不同的warning_level,该值做为一个全局变量影响着主车控制端的 警状况,在主车控制当中通过这个warning_level进入不同的告警状态从而完成分级警告的思想,其具体警告方式与前两章内容类似,通过调用warning完成分级告警的功能。
八、RCTA的设计与开发
后方交叉路口预警RCTA在车辆倒车时,同样通过安装在车辆后方的两颗毫米波雷达实时监测车辆后方横穿的道路使用者,当判断有风险时向驾驶员发出 警。主要用主车处于车尾向外倒车出库过程中,在车尾部一定范围内,若两侧有车辆驶进本车时,系统需项驾驶员 警
RCTA控制系统接口,传感器配置,主要代码设计部分与BSD相同,即通过合理设计盲区以及对于TTC值的计算,去预估出警告等级。其具体函数的调用与BSD一样通过激光云点雷达获得从车的位置,速度,编 等信息得到最近的目标物体,通过纵向和横向速度得到最小的接近时间,用该时间去做分级判断,做出不同的警告信 ,通过waring发送给数据总线信 ,同时也对相应标志位赋值,通过发送到主车控制总线完成对应状态的控制,做到RCTA的控制效果。
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